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基于Swoole使用MQTT协议连接阿里云物联网平台设备实现消息订阅

阿里云物联网平台为设备提供安全可靠的连接通信能力，支撑设备数据采集上云，我们这里认为阿里云物联网平台是 MQTT 服务端，那么我们自己的设备作为客户端，应该如何实现消息订阅？

阿里云没有提供 PHP 的 SDK，而 MQTT 是一个通用协议，我们可以使用 PHP 实现 MQTT 协议解析相关代码，同时也可以使用 Swoole 作为 MQTT 服务端或客户端

[Simps 框架](https://github.com/simple-swoole/simps) 基于 Swoole 的`TCP Server`和`Co\Client`集成了 MQTT 服务端和客户端

这篇文章就以 [Simps 框架](https://github.com/simple-swoole/simps) 作为演示，实现 MQTT 客户端连接阿里云物联网平台设备进行消息订阅

### 创建产品/设备

使用物联网平台的第一步是在云端创建产品和对应设备，我们需要前往[阿里云物联网平台](https://iot.console.aliyun.com)创建产品和设备，具体操作请[参考文档](https://help.aliyun.com/document_detail/73705.html)

创建完成后分别在产品详情和设备详情中获取设备证书（`ProductKey`、`ProductSecret`、`DeviceName`和`DeviceSecret`），后面连接时需要用到

### 代码实现

示例代码放在了 GitHub 上：[simps-cloud/aliyun-iot](https://github.com/simps-cloud/aliyun-iot)，可以使用 composer 进行安装或者直接使用 git clone 源码

```shell
composer create-project simps-cloud/aliyun-iot

git clone git@github.com:simps-cloud/aliyun-iot.git
```

## 实现说明

下面我们分别来说明一下对应的代码实现，使用 Swoole 作为客户端可以保证我们`recv`到一个完整的 MQTT 包，然后解析对应的数据包即可

### 配置文件

创建`config/aliyuniot.php`配置文件

`client_id`是 MQTT 建立连接时需要指定的 ClientID，保证全局唯一就可以

将我们刚才获取的设备证书信息，写入到对应的配置文件中

```php
return [
    // 连接域名
    'host' => "{$YourProductKey}.iot-as-mqtt.{$region}.aliyuncs.com",
    // 端口默认1883
    'port' => 1883,
    // 心跳
    'keepalive' => 300,
    // clientID
    'client_id' => "d812edc1-18da-2085-0edf-a4a588c296d1",
    'device_name' => "",
    'device_secret' => "",
    'product_key' => "",
    'product_secret' => "",
];
```

### 连接密码

MQTT 建立连接时需要指定的 Password，而这个密码有阿里云的要求：需要把提交给服务器的参数（ProductKey、DeviceName、timestamp 和 clientId）按字典排序并拼接后，使用`hmacsha256`方法和设备的`DeviceSecret`，加签生成 Password

> [文档](https://help.aliyun.com/document_detail/73742.html) 中解释了一下 clientId、securemode 等参数，其实是说连接时的参数，而不是 Password 的生成，不要被误导了，实际上只需要关注 content 的值就可以...

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/sy-records/staticfile/images/202005/aliyun-iot-pwd.png)

而对于的签名算法类型，PHP 可以使用`hash_hmac`函数来实现，所以密码生成可以封装为：

```php
/**
 * @param $config
 * @param string $signmethod 签名算法类型。支持hmacmd5，hmacsha1和hmacsha256，默认为hmacmd5
 */
function signAliIot($config, $signmethod = "hmacmd5")
{
    $sign_config = [
        'clientId' => $config['client_id'],
        'productKey' => $config['product_key'],
        'deviceName' => $config['device_name'],
    ];
    ksort($sign_config);
    $data = "";
    foreach ($sign_config as $key => $item) {
        $data .= $key . $item;
    }
    switch ($signmethod){
        case "hmacmd5":
            $sign = hash_hmac('md5', $data, $config['device_secret']);
            break;
        case "hmacsha1":
            $sign = hash_hmac('sha1', $data, $config['device_secret']);
            break;
        case "hmacsha256":
            $sign = hash_hmac('sha256', $data, $config['device_secret']);
            break;
    }
    return strtoupper($sign);
}
```

> Password 生成没有加时间戳参数，我测试的时候加上时间戳会导致连接失败，返回错误码是 4，username 或 password 格式错误

### 连接

Password 我们搞定之后就可以开始连接了，参考代码[bin/subscribe.php](https://github.com/simps-cloud/aliyun-iot/blob/master/bin/subscribe.php)

使用`Simps\Client\MQTTClient`进行连接操作

> 我们收到消息时，如果 QoS 是 1，根据 MQTT 协议我们需要回复 ACK，否则它会推送多次

```php
$buffer = $client->recv();
var_dump($buffer);
if (is_array($buffer)) {
    switch ($buffer['cmd']) {
        case 9:
            echo "收到订阅确认消息\r\n";
            break;
        case 3:
            echo "收到订阅消息：{$buffer['content']}\r\n";
            // 收到消息如果是qos 1 需要回复
            if ($buffer['qos'] === 1) {
                $client->sendBuffer(['cmd' => MQTT::PUBACK, 'message_id' => $buffer['message_id']], false); // 4
            }
            break;
    }
}
```

执行命令启动订阅

```shell
php bin/subscribe.php
```

这个时候我们去访问阿里云控制台中的设备详情，会发现 DeviceName 旁边的`在线`标识

可以测试一下延迟，测试网络延迟时将会向设备发送一条 QoS1 的空消息，会看到网络延迟，表示我们客户端是正常的

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/sy-records/staticfile/images/202005/aliyun-iot-1.png)

但这样还不够，如何发送指定消息到客户端呢？

依旧在设备详情中点击`Topic列表`->`自定义 Topic`，就可以看到发布消息的按钮，我们可以点击进入填写发布消息内容并选择对应的 QoS 等级，阿里云暂不支持 QoS2，所以只有 0 和 1

我们来发一个`Hello,Simps.`

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/sy-records/staticfile/images/202005/aliyun-iot-2.png)

Simps 的 MQTTClient 也支持发布功能，这里简单说明一下，执行命令启动并访问一次

```shell
php bin/simps.php http:start

curl http://127.0.0.1:9501/
```

这里需要查看 [阿里云日志服务](https://iot.console.aliyun.com/lk/monitor/log) ，会看到一条`设备到云消息`的记录，我们查看一下

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/sy-records/staticfile/images/202005/aliyun-iot-3.png)

以上就是基于 Swoole 使用 MQTT 协议进行 TCP 连接通信，支持请前往点个 Star：[Simps](https://github.com/simple-swoole/simps) 、[Swoole](https://github.com/swoole/swoole-src)

当然也可以使用 Swoole 来实现一个 MQTT 服务端，Simps 也提供了相应的封装，参考[Simps 文档](https://simps.io/#/zh-cn/mqtt/server)

任何个人或团体，未经允许禁止转载本文：[《基于 Swoole 使用 MQTT 协议连接阿里云物联网平台设备实现消息订阅》](https://qq52o.me/2752.html)，谢谢合作！

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鲁飞